Environmental Parameters Influence on the Production of Antimicrobial Substances of Actinomycetes Isolated from Lifoula Landfill Soil (Republic of Congo)

Mboukou Kimbatsa Irène Marie Cecile^{1, 2}, Ignoumba Evariste Mesmin^{1, 3}, Gatsé Elgie Viennechie^{1, 3}, Nkounkou Bendo Yvestha Hanselme^{1, 3} and Morabandza Cyr Jonas^{1, 2,}

¹Laboratory of Microbiology, Infectiology and Immunology, ENS-UMNG, B.P 69 Brazzaville

²Laboratory of Cellular and Molecular Biology, FST-UMNG, B.P 69 Brazzaville

³Laboratory of Remote Sensing and Forest Ecology, ENS-UMNG, B.P 69 Brazzaville

Cite this paper:
Mboukou Kimbatsa Irène Marie Cecile, Ignoumba Evariste Mesmin, Gatsé Elgie Viennechie, Nkounkou Bendo Yvestha Hanselme and Morabandza Cyr Jonas. Environmental Parameters Influence on the Production of Antimicrobial Substances of Actinomycetes Isolated from Lifoula Landfill Soil (Republic of Congo). Journal of Applied & Environmental Microbiology. 2024; 12(1):7-14. doi: 10.12691/jaem-12-1-2

Abstract

The influence of temperature, pH and NaCl on the growth and antimicrobial activity of nine (09) actinomycete isolates from the soil of the Lifoula landfill site was studied. The growth and antimicrobial production of the isolates was carried out on LB medium previously inoculated with pathogenic strains of E. coli, S. aureus and A. niger as a function of temperature, pH and NaCl concentration. The results showed that from the 9 isolates, 7 isolates (A1, A2, A3, A6, A7, A9 and A10) or 77.77% produced biosurfactants: 91.66% for A1 and 25% for A2 versus 0% for A4 and A8. Isolates A6, A7 and A9 showed significant antimicrobial activity, with growth inhibition between 11 and 21mm: A7 at 15, 20 and 16mm; A6 at 13 and 11 and A9 at 21, 11 and 12mm diameter for E. coli, S. aureus and A. niger respectively. Maximum growth pH for A6, A7 and A9 isolates was 9, while maximum antimicrobial production pH was 7. Maximum growth temperatures were 25 and 45°C for A6 and A9 versus 45°C for A7; maximum antimicrobial production temperatures were 37°C for A6 and A9 versus 25°C for A7. The maximum NaCl content for growth of all three isolates was 0%, and for antimicrobial production 0.5% for A6 and A9 versus 0% for A7. Extraction of biosurfactants, antibiotics and antifungals indicate that isolates A6, A7 and A9 are producers of antimicrobials inhibiting the growth of E. coli; S. aureus; A. niger, with isolate A9 showing greater performance in inhibiting the growth of target microorganisms. The use of actinomycetes could represent an alternative in the fight against antibiotic resistance.

Keywords:
Actinomycetes antimicrobial LB medium soil pathogenic strain

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

References:

[1]	Calvet, R. 2003. Le sol : Propriétés et fonctions. Constitution, structure, phénomènes aux interfaces. France Agricole Editions, 2003 - 455 pages.
[2]	Smaoui, S. 2010. Purification et Caractérisation de Biomolécules à partir de microorganismes nouvellement isolés et identifiés. Thèse de doctorat: Génie de Procédés et Environnement.Tunisie: Université de Toulouse, p 251.
[3]	Ameur, H. 2014. «Effet d’osmoprotecteurs naturels sur la restauration de croissance de strepomyces et de plantes d’intérêts agricole sur le sol salé ou aride», Thèse de doctorat, Université Ferhat Abbas Sétif 1, 200p + annexes.
[4]	Amir, A. 2015. «Activité antagoniste de deux souches de Streptomyces à l’égard d’une nouvelle collction de germe pathogène isolées au niveau du CHU (Bejaia)», Mémoire de Master, Université Abder Ahmane Mira-Bejaia, Algérie, 104p.
[5]	Boughachiche, F., Reghioua, S., Zerizer, H., Kitouni, M., Boudemagh, A., Boulahrouf, A. 2005. «Isolement d’Actinomycètes productrices de substances antimicrobiennes à partir de la SEBKHA DE AIN MLILA», Sciences et Technologie ; 23: 5-10 p.
[6]	Fauchere, J.L., Avril, J.L. 2002. «Bactériologie générale et médicale», Edition ellipses, Paris: 141-319p.
[7]	Aminov and Mackie. 2007. “Evolution and ecology of antibiotic resistance genes”. FEMS Microbiol., Lett, 271: 147-161p.
[8]	Institut Pasteur. 2014. «Antibiotiques: quand les bactéries font de la résistance», Rapport de L’institut Pasteur, France, 12p.
[9]	Hamedi, J., Kafshnouchi, M. M. 2019. Étude de la diversité des actinobactéries de la grotte de Hampoeil et examen de leurs activités biologiques. Saudi J Biol Sci. ; 26: 1587–1595
[10]	Khopade, A., Ren, B., Lui, X., Mahadik, K., Nzhang, L., Kokare, C. 2012. «Production of biosurfactant from marine Streptomyces species B3», Journal of colloid and interface Science, 367: 311-318p.
[11]	Nguimbi-Tsati, P.R., Kayath, C.A., Mokemiabeka, N.S., Baloki Ngoulou, T., Moutali Lingouangou, T., Okouakoua, Y. et Ahombo, G. 2021. Production de biosurfactants et d'enzymes hydrolytiques par des bactéries du genre Bacillus isolées à partir de Mbala Pinda, aliment traditionnel, République du Congo. American Journal of Microbiological Research; 10(3): 76-83.
[12]	Hulya, A.K., Tarhan, L. 2006. “Vancomycin antibiotic production and TCA-glyoxalate pathways depending on the glucose concentration in Amycolatopsisorientalis”, EnzymeMicrobTechnol, 38:727-734p.
[13]	McKinney, R.E. 2004. Environmental Pollution Control Microbiology. New York: CRC Press. Pp: 448 - (Civil and Environmental Engineering).
[14]	Smaoui S. 2010. Purification et caractérisation de biomolécules à partir de microorganismes nouvellement isolés et identifiés. Thèse de doctorat. Génie de procédés et environnement. Institut National Polytechnique de Toulouse, France. 207p.
[15]	Atuuanya E. I., Dunkwu-Okafor A., Udochukwu U., 2016, “Production of biosurfactants by actinomycetes isolated from hydrocarbon contaminated soils and Ikpoda river sediments in Benin-City, Nigeria”, Nigerian journal of Basic and applied science, 24(2): 45-52p.
[16]	Khelaaff, .H.L.R., Nouri, N. 2020. « Criblage des souches d’actinomycètes productrices de molécules Antifongique », Mémoire de master, Microbiologie appliquée, Université Larbi Tébessi Tébessa, 43p.
[17]	Lazouni, F. et Ferhaoui, W. S. 2022. «Isolement et selection des souches d’actinomycètes d’origine marine productrices d’antibiotiques», Mémoire de master, Université Yahia Fares d Medea, 70p.
[18]	Habibeche, L. 2013. “Isolement et selection des souches d’actinomycètes poductrices d’antibiotique”, Mémoire de master, Université Abderrahmane Mira de Bejiai, Algérie, 50p.
[19]	Aarthi, M., Nandhini, G., Veluchamy, B. 2023. “Augmnting bioactive metabolite synthesis from streptomyces species isolated from Mangrove sediments through physio-chemical parameters”, Indian J Pharm Sci, 85(2): 344-354p.
[20]	Kim, B.; Al-Tai, A. M.; Kim, S. B.; Somasundaram, P.; Michael Goodfellow, M. 2000. Streptomyces thermocoprophilus sp. nov., a cellulase-free endo-xylanaseproducing streptomycete”, Int. J. Sys, Ev. Microbiol, 50: 505-509p.
[21]	Harir M. 2018. «Caractérisation des molécules bioactives produites par des souches d’actinobactéries isolées des sols arides et semi-arides d’Algérie», Thèse de Doctorat, Université d’Oran 1 Ahmed Ben Bella, Algérie, 173p.
[22]	Belferkh, A., Megoura, M. 2016. «Isolement des ectinomycètes à partir d’un sol Saharien et d’une Sebkha de la region d’El-Ouest et mise en évidence de leur capacité à dégrader quelques pesticides», Mémoire de Master, Université des Frères Mentouri Constantine, Algérie, 52p.
[23]	Singh, L.S., Mazumder, S., Bora, T.C. 2009. “Optimisation of process parameters for growth and bioactive metabolite produced by a salt-tolerant and alkaliphilic actinomycete, Streptomyces tanashiensis strain A2D”, Journal de Mycologie Médicale, 19: 225-233p.
[24]	Arifiyanto, A., Surtiningsih, T., Ni’matuzahroh, N., Fatimah, F., Agustina, D., Alami, N.H. 2020. “Antimibial activity of biosurfactants produced by actimycetes isolated from rhizosphere of Sidoarjo mud region”, Biocatalysis and agricultural biotechnology, 24: 101513.
[25]	Reghouia, S., Boughachiche, F., Oulmi, L., Zerizer, H., Kitouni, M., Boudemagh, A., Boulahfrouf, A. 2008. “Séparation et caractérisation préliminaire d’antibiotique produits par une souche représentative d’actinomicètes isolés de sol aride de la région de Biskra », Science et Technologie C, (28): 59-64p.
[26]	Loucif, K. 2011. « Recherche de substances antibactériennes à partir d’une collection de souches d’actinomycètes caractérisation préliminaire de molécules bioactives », Mémoire magistrale, Université Mentouri-constantine, Algérie, 102p.